Studie untersucht Auswirkungen des Klimawandels auf Seegraswiesen

Unter den Wellen der Küstengewässer verbirgt sich ein wichtiges Mitglied der marinen Nahrungskette – Seegräser. Diese Meereswiesen sind in vielerlei Hinsicht die unbesungenen Helden des Ozeans. Sie kommen Mensch und Planet zugute, indem sie Sauerstoff produzieren, Kohlendioxid aus der Luft entfernen und Meereslebewesen Nahrung und Lebensraum bieten. Laut einer neuen Stanford-Studie, in der die Verbreitung von Seegrasarten auf der Welt zu zwei verschiedenen Zeitpunkten in der Zukunft modelliert wurde, besteht jedoch möglicherweise die Gefahr, dass diese überschwemmten Savannen verschwinden.

Es wird erwartet, dass der Klimawandel Meereslebewesen schwer treffen wird, auch weil die Ozeane schätzungsweise 80 Prozent der überschüssigen Wärme aus Treibhausgasemissionen absorbieren. Es ist jedoch nicht vollständig bekannt, wie es den Seegräsern in Zukunft ergehen wird und ob das derzeitige Netzwerk von Meeresschutzgebieten Seegräser retten kann.

„Die einfache Frage, die wir in diesem Artikel stellen, lautet: ‚Wie werden Seegräser – eine grundlegende Gruppe in der marinen Nahrungskette – auf den Klimawandel reagieren?‘ „, sagte Barnabas Daru, Assistenzprofessor für Biologie an der Stanford School of Humanities and Sciences.

Seegräser sind eine uralte Pflanzengruppe, die ihren Ursprung im Meer hatte, an Land gelangte und dann vor etwa 140 Millionen Jahren ins Meer zurückkehrte. Sie bieten Weideflächen für Pflanzenfresser wie gefährdete Grüne Meeresschildkröten, Seekühe und Papageienfische; sie beherbergen Garnelen, wirbellose Meerestiere und Fische; und sind Kindergärten für ungefähr 20 Prozent der größten kommerziellen Fischereien der Welt.

Viele Meeresorganismen sind zum Überleben direkt auf Seegräser angewiesen, viele weitere profitieren jedoch indirekt von Seegräsern.

„Zum Beispiel ernähren sich Haie von Meerestieren, die sich wiederum direkt oder indirekt von Pflanzen ernähren können“, sagte Daru, der Hauptautor der Studie, die gemeinsam mit Brianna M. Rock, einer Forscherin am Clearwater Marine Aquarium Research Institute, durchgeführt wurde Florida, der am 19. Juni in der Zeitschrift veröffentlichte Naturpflanzen.

„Wenn irgendetwas diese grundlegenden Arten am Anfang der Nahrungskette beeinträchtigt, wird dies kaskadenartige Auswirkungen auf andere Organismen haben, die weit oben in der Nahrungskette von ihnen abhängig sind, einschließlich des Menschen“, sagte Daru.

Modellierung von Seegräsern weltweit

Seegräser erstrecken sich über eine Küstenlinie von etwa 116.000 Quadratmeilen, die an 191 Länder auf allen Kontinenten außer der Antarktis grenzt. Zu modellieren, wie sich der Klimawandel auf Seegräser auf der ganzen Welt auswirken könnte, ist keine leichte Aufgabe.

Daru und Rock begannen mit der Kartierung des Standorts und der Häufigkeit jeder Seegrasart anhand von etwa 100 Jahren gesammelten Seegrasproben aus Küstenökosystemen. Sie kombinierten diese Daten mit Aufzeichnungen, die sie vor Ort gesammelt hatten, und Informationen aus öffentlichen Datenbanken zum Vorkommen von Seegras, wie der Global Biodiversity Information Facility und Seagrass-Watch. Sie überwanden die ungleichmäßige Probenahme, indem sie Daten aus gut beprobten Gebieten wie Nordamerika und Europa verwendeten, um vorhergesagte Seegraslebensräume für Gebiete mit unzureichender Beprobung wie Südostasien und den Indopazifik zu modellieren.

Als nächstes erstellten sie globale „Schnappschüsse“, die das Klima des Ozeans heute darstellen und wie es in den Zeiträumen 2040-2050 und 2090-2100 sein könnte, indem sie geophysikalische und Umweltdaten aus dem Ozean verwendeten Bio-ORACLE Webseite.

Für die Gegenwart und zwei zukünftige Zeiträume modellierte Daru vier verschiedene Szenarien: ein „Best-Case“-Klima mit niedrigen Treibhausgaskonzentrationen; zwei stabilisierte Szenarien, in denen die Treibhausgaswerte ein Plateau erreichten; und ein „Worst-Case“-Szenario mit hohen Treibhausgaskonzentrationen. Diese modellierten Szenarien umfassten Daten zur Meerestemperatur, zum Salzgehalt und zur Meeresströmungsgeschwindigkeit – alles Variablen, von denen bekannt ist, dass sie das Wachstum, die Verteilung und die Photosynthese von Seegras erheblich beeinflussen.

Um schließlich vorherzusagen, wie sich die Seegraspopulationen und -verteilungen zwischen dem heutigen Tag und zwei zukünftigen Zeitpunkten ändern könnten, wandte Daru ein Computermodell der beobachteten Artenvorkommen auf jedes Klimaszenario an.

Rettung der Seegräser von morgen

Die Studie ergab, dass die Artenvielfalt und -zusammensetzung von Seegräsern stark zurückgehen wird, wobei ein erheblicher Teil der Seegräser an Hotspots leiden wird, die außerhalb des aktuellen Meeresnetzes von Meeresschutzgebieten vorkommen. Insbesondere stellten die Forscher fest, dass die Häufigkeit und Zusammensetzung der Seegräser unter dem Meeresspiegel zurückging jeden Szenario, das sie getestet haben, sogar das „Best Case“-Szenario. Was bedeutet das also?

„Das bedeutet wahrscheinlich, dass ‚das Beste‘ immer noch nicht ausreicht“, sagte Daru. „Wir müssen bei der Priorisierung von Naturschutzbemühungen gezielter vorgehen und diese Art von Analyse zeigt auf, an welchen Orten diese Bemühungen durchgeführt werden sollten.“

Wichtig ist, dass die Ergebnisse dieser Studie auch darauf hinweisen, dass das derzeitige Netzwerk von Meeresschutzgebieten nicht ausreicht.

„Eines der Kennzeichen dieser modernen Ära tiefgreifender menschlicher Auswirkungen auf die Umwelt ist nicht einmal der Verlust von Arten, sondern die Neuorganisation biotischer Gemeinschaften. Die Homogenisierung von Gemeinschaften wird wahrscheinlich zu tiefgreifenderen Auswirkungen auf die Artenvielfalt führen als selbst der Verlust.“ Artenvielfalt“, sagte Daru.

Wenn Ökosysteme homogenisiert werden, verlieren sie ihre Besonderheit und Einzigartigkeit, und der Rückgang der Vielfalt macht sie anfälliger für Krankheiten und extreme Wetterereignisse. Eine solche Veränderung könnte sich sowohl auf die Ökosystemleistungen dieser Gemeinschaften als auch auf das von ihnen abhängige Meeresleben auswirken. Es kann auch dazu führen, dass Meerestiere, die sich auf bestimmte Seegrasarten spezialisiert haben, umsiedeln oder sich an weniger bevorzugte Seegrasarten anpassen, wenn ihr bevorzugtes Seegras verloren geht, was ihre Fitness und ihr Überleben beeinträchtigen kann.

Trotz dieser ernüchternden Erkenntnisse ist die Zukunft der Seegräser alles andere als hoffnungslos.

„Wir haben Brennpunkte des Wandels in der Artenvielfalt und der phylogenetischen Vielfalt hervorgehoben, die vorrangige Regionen für Schutzbemühungen darstellen“, sagte Daru. „Unser Ziel und unsere Hoffnung ist es, dass der Meeresschutz in diesen Gebieten verbessert wird und die Zukunft der Seegräser bis zu einem gewissen Grad gesichert wird, indem wir politische Entscheidungsträger und Naturschützer darauf hinweisen, sich auf diese Hotspots zu konzentrieren.“